Новый метод для мониторинга белков Альцгеймера
Физики из Центра интегрированной физики наноструктур (CINAP) Института фундаментальных наук (IBS, Южная Корея) сообщили о новом методе определения состояния агрегации бета-амилоидных (Aβ) белков в растворе. Эта работа, опубликованная в ACS Nano, может стать шагом вперед в ранней диагностике болезни Альцгеймера.
Постепенное накопление Aβ в мозге приводит к неизлечимому слабоумию. Прогрессирование болезни сильно коррелирует с формой белков Aβ: мономеры размером 4 нм превращаются в олигомеры размером в несколько сотен нанометров и достигают фибриллярного состояния, образуя бляшки размером до нескольких десятков микрометров.
Исследователи четко различили разные стадии Aβ с помощью измерений проводимости в ближнем терагерцовом поле. Этот метод измеряет энергию, поглощаемую молекулами в диапазоне около 1–10 мэВ (или 0,2–2,4 ТГц), и считается эффективной техникой для исследования трансформации биологических макромолекул без выделения тепла. Ученые измерили, как Aβ-белки в растворе возмущаются падающим терагерцовым излучением, и заметили, что результаты коррелируют с формой белков Aβ: мономер, олигомер и фибрилла. Затем они вывели оптическую проводимость, которая уменьшается с прогрессирующими стадиями фибриллизации и увеличивается с повышением молярных концентраций.
Поскольку прогрессирующие стадии болезни можно дифференцировать с помощью этой техники, команда вывела коэффициент деменции (DQ) из оптической проводимости, используя так называемую модель Друда–Смита. Значение DQ около единицы указывает на то, что Aβ находится в фибриллярном состоянии, около 0,64 — в олигомерном, а близкое к нулю — в мономерном.
«Мы считаем, что наш результат дает значительный сдвиг парадигмы в области исследований болезни Альцгеймера, поскольку коэффициент деменции четко определяется по безындикаторным измерениям проводимости различных структурных состояний белка Aβ», — говорит Чэджон Хео, один из ведущих авторов исследования. Директор CINAP Ён Хи Ли добавляет: «Этот индекс может быть полезен для раннего обнаружения токсичной агрегации и фибриллизации белка Aβ, наблюдаемой при болезни Альцгеймера».